Metal nanoparticles (MNPs) belong mostly to the engineered type of nanoparticles and have not only unique physical and chemical properties but also different biological actions. In recent years, noble MNPs and their nano-sized agglomerates (collectively referred to as nanoparticles or particles in the subsequent sections) have been the subjects of much focused research due to their unique electronic, optical, mechanical, magnetic and chemical properties that can be significantly different from those of bulk materials. To enhance their use, it is important to understand the generation, transport, deposition, and interaction of such particles. Synthesis of MNPs is based on chemical or physical synthetic procedures and by use of biological material ("green synthesis" as an environmentally benign process) including bacteria, algae and vascular plants (mainly metallophytes). In biological methods for preparation of metal nanoparticles mainly leaf reductants occurring in leaf extracts are used. MNPs can be formed also directly in living plants by reduction of the metal ions absorbed as a soluble salt, indicating that plants are a suitable vehicle for production of MNPs. These methods used for preparation of MNPs are aimed to control their size and shape. Moreover, physicochemical properties of MNPs determine their interaction with living organisms. In general, inside the cells nanoparticles might directly provoke either alterations of membranes and other cell structures or activity of protective mechanisms. Indirect effects of MNPs depend on their physical and chemical properties and may include physical restraints, solubilization of toxic nanoparticle compounds or production of reactive oxygen species. Toxic impacts of MNPs on plants is connected with chemical toxicity based on their chemical composition (eg release of toxic metal ions) and with stress or stimuli caused by the surface, size and shape of these nanoparticles. Positive effects of MNPs were observed on the following plant features: seed germination, growth of plant seedlings, stimulation of oxygen evolution rate in chloroplasts, protection of chloroplasts from aging for long-time illumination, increase of the electron transfer and photophosphorylation, biomass accumulation, activity of Rubisco, increase of quantum yield of photosystem II, root elongation, increase of chlorophyll as well as nucleic acid level and increase in the shoot/root ratio. However, it should be stressed that MNPs impact on human and environmental health remains still unclear.
PL
Ze względu na unikalne właściwości fizyczne i chemiczne, ale także różne działanie biologiczne nanocząstek metali (MNPS) są obiektem zainteresowania nowo powstałej inżynierii tych materiałów. W ostatnich latach MNPS metali szlachetnych (zbiorowo określane w dalszej części tekstu jako nanocząstki lub cząstki) były poddawane wielu badaniom ze względu na ich unikalne właściwości elektroniczne, optyczne, mechaniczne, magnetyczne i chemiczne, które mogą być znacząco różne od właściwości materiałów litych. Synteza MNPS polega na procesach chemicznych lub fizycznych oraz na wykorzystaniu materiału biologicznego ("zielona synteza" - proces przyjazny środowisku), w tym bakterii, glonów i roślin naczyniowych (głównie metalofitów). W biologicznych metodach wytwarzania nanocząstek metali używane są głównie substancje redukujące, występujące w ekstraktach z liści. MNPS również mogą być utworzone bezpośrednio w żywych roślinach przez redukcję jonów metali absorbowanych w postaci rozpuszczalnych soli, co wskazuje, że rośliny są odpowiednim środkiem produkcji MNPS. Metody te pozwalają na kontrolę rozmiarów i kształtu cząstek. Jest to ważne, ponieważ właściwości fizykochemiczne MNPS określają ich oddziaływanie z żywymi organizmami. Zwykle w komórkach nanocząstki mogą bezpośrednio wywoływać zmiany w błonach komórkowych albo w innych strukturach oraz mogą wpływać na aktywność komórek lub na ich mechanizmy ochronne. Pośrednio skutki działania MNPS zależą od ich właściwości fizycznych i chemicznych. Skutki te mogą obejmować ograniczenia fizyczne, rozpuszczanie toksycznych MNPS lub wytwarzanie reaktywnych form tlenu. Toksyczny wpływ MNPS na rośliny jest związany z toksycznością chemiczną, uzależnioną od składu chemicznego (np. uwalnianie toksycznych jonów metali) oraz ze stymulacją lub napięciami wywołanymi przez kontakt z powierzchnią. Istotne są także rozmiary i kształt nanocząstek. Pozytywne wpływy MNPS obserwowano na: kiełkowanie nasion, wzrost siewek roślin, stymulację tempa przemiany tlenu w chloroplastach, ochronę przed starzeniem chloroplastów wywołanym przez długotrwałe oświetlanie, zwiększenie transferu elektronów i fotofosforylacji, gromadzenie biomasy, aktywność RuBisCO, wzrost wydajności kwantowej fotosystemu II, wzrost korzeni, wzrost chlorofilu, jak również poziomu kwasów nukleinowych i stosunku długości pędów i korzeni. Jednak należy podkreślić, że wpływ MNPS na zdrowie ludzi i na środowisko jest nadal niejasny.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Metal nanoparticles (MNPs) belong mostly to the engineered type of nanoparticles and have not only unique physical and chemical properties but also different biological actions. In recent years, noble MNPs and their nano-sized agglomerates (collectively referred to as nanoparticles or particles in the subsequent sections) have been the subjects of much focused research due to their unique electronic, optical, mechanical, magnetic and chemical properties that can be significantly different from those of bulk materials. To enhance their use, it is important to understand the generation, transport, deposition, and interaction of such particles. Synthesis of MNPs is based on chemical or physical synthetic procedures and by use of biological material (“green synthesis” as an environmentally benign process) including bacteria, algae and vascular plants (mainly metallophytes). In biological methods for preparation of metal nanoparticles mainly leaf reductants occurring in leaf extracts are used. MNPs can be formed also directly in living plants by reduction of the metal ions absorbed as a soluble salt, indicating that plants are a suitable vehicle for production of MNPs. These methods used for preparation of MNPs are aimed to control their size and shape. Moreover, physicochemical properties of MNPs determine their interaction with living organisms. In general, inside the cells nanoparticles might directly provoke either alterations of membranes and other cell structures or activity of protective mechanisms. Indirect effects of MNPs depend on their physical and chemical properties and may include physical restraints, solubilization of toxic nanoparticle compounds or production of reactive oxygen species. Toxic impacts of MNPs on plants is connected with chemical toxicity based on their chemical composition (eg release of toxic metal ions) and with stress or stimuli caused by the surface, size and shape of these nanoparticles. Positive effects of MNPs were observed on the following plant features: seed germination, growth of plant seedlings, stimulation of oxygen evolution rate in chloroplasts, protection of chloroplasts from aging for long-time illumination, increase of the electron transfer and photophosphorylation, biomass accumulation, activity of Rubisco, increase of quantum yield of photosystem II, root elongation, increase of chlorophyll as well as nucleic acid level and increase in the shoot/root ratio. However, it should be stressed that MNPs impact on human and environmental health remains still unclear.
PL
Ze względu na unikalne właściwości fizyczne i chemiczne, ale także różne działanie biologiczne nanocząstek metali (MNPS) są obiektem zainteresowania nowo powstałej inżynierii tych materiałów. W ostatnich latach MNPS metali szlachetnych (zbiorowo określane w dalszej części tekstu jako nanocząstki lub cząstki) były poddawane wielu badaniom ze względu na ich unikalne właściwości elektroniczne, optyczne, mechaniczne, magnetyczne i chemiczne, które mogą być znacząco różne od właściwości materiałów litych. Synteza MNPS polega na procesach chemicznych lub fizycznych oraz na wykorzystaniu materiału biologicznego („zielona synteza” - proces przyjazny środowisku), w tym bakterii, glonów i roślin naczyniowych (głównie metalofitów). W biologicznych metodach wytwarzania nanocząstek metali używane są głównie substancje redukujące, występujące w ekstraktach z liści. MNPS również mogą być utworzone bezpośrednio w żywych roślinach przez redukcję jonów metali absorbowanych w postaci rozpuszczalnych soli, co wskazuje, że rośliny są odpowiednim środkiem produkcji MNPS. Metody te pozwalają na kontrolę rozmiarów i kształtu cząstek. Jest to ważne, ponieważ właściwości fizykochemiczne MNPS określają ich oddziaływanie z żywymi organizmami. Zwykle w komórkach nanocząstki mogą bezpośrednio wywoływać zmiany w błonach komórkowych albo w innych strukturach oraz mogą wpływać na aktywność komórek lub na ich mechanizmy ochronne. Pośrednio skutki działania MNPS zależą od ich właściwości fizycznych i chemicznych. Skutki te mogą obejmować ograniczenia fizyczne, rozpuszczanie toksycznych MNPS lub wytwarzanie reaktywnych form tlenu. Toksyczny wpływ MNPS na rośliny jest związany z toksycznością chemiczną, uzależnioną od składu chemicznego (np. uwalnianie toksycznych jonów metali) oraz ze stymulacją lub napięciami wywołanymi przez kontakt z powierzchnią. Istotne są także rozmiary i kształt nanocząstek. Pozytywne wpływy MNPS obserwowano na: kiełkowanie nasion, wzrost siewek roślin, stymulację tempa przemiany tlenu w chloroplastach, ochronę przed starzeniem chloroplastów wywołanym przez długotrwałe oświetlanie, zwiększenie transferu elektronów i fotofosforylacji, gromadzenie biomasy, aktywność RuBisCO, wzrost wydajności kwantowej fotosystemu II, wzrost korzeni, wzrost chlorofilu, jak również poziomu kwasów nukleinowych i stosunku długości pędów i korzeni. Jednak należy podkreślić, że wpływ MNPS na zdrowie ludzi i na środowisko jest nadal niejasny.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.